JP2008265495A - ランフラットタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】通常走行時の乗り心地を損なうことなく、ランフラット走行時の耐久性を大幅に向上させることができるとともに、タイヤユニフォミティをも改良したランフラットタイヤを提供する。
【解決手段】カーカスプライ4の内面に沿ってサイド補強ゴム層5を備えたランフラットタイヤである。カーカスプライコードがポリケトン繊維を少なくとも50質量%以上含み、かつディップ処理済みコードとして最大熱収縮応力0.1〜1.8cN/dtexを有し、ベルト8が、多数のコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも2枚のゴム被覆コード層を、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤの赤道線を挟み互いに逆方向に延びるように積層してなる交差べルトであり、該ベルトを形成するゴム被覆コード層のうち、少なくとも1層のコードが有機繊維コードである。
【選択図】図1
【解決手段】カーカスプライ4の内面に沿ってサイド補強ゴム層5を備えたランフラットタイヤである。カーカスプライコードがポリケトン繊維を少なくとも50質量%以上含み、かつディップ処理済みコードとして最大熱収縮応力0.1〜1.8cN/dtexを有し、ベルト8が、多数のコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも2枚のゴム被覆コード層を、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤの赤道線を挟み互いに逆方向に延びるように積層してなる交差べルトであり、該ベルトを形成するゴム被覆コード層のうち、少なくとも1層のコードが有機繊維コードである。
【選択図】図1
Description
本発明は、ランフラットタイヤに関し、詳しくは、通常走行時の乗り心地を損なうことなく、ランフラット走行時の耐久性を大幅に向上させたサイド補強タイプのランフラットタイヤに関する。
パンク等によりタイヤの内圧が低下した状態でも、タイヤが荷重支持能力を失うことなくある程度の距離を安全に走行することが可能なタイヤ、所謂ランフラットタイヤとして、タイヤのサイドウォール部のカーカスの内面に、比較的モジュラスが高い断面三日月状のサイド補強ゴム層を配置してサイドウォール部の剛性を向上させ、内圧低下時にサイドウォール部の撓み変形を極端に増加させることなく荷重を負担できるようにしたタイヤや、サイドウォール部を各種補強部材で補強したタイヤ等のサイド補強タイプのランフラットタイヤが各種提案されている(特許文献1〜4参照)。
両サイド部の全域またはほぼ全域にわたりタイヤのサイド部全体がほぼ均一な厚みになるように、子午断面が三日月状のサイド補強ゴム層を備えた従来のサイド補強ゴム層を備えたランフラットタイヤでは、そもそもパンクが発生しにくいようにすることも兼ねて、多数の金属コードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも2枚のゴム被覆コード層を、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤの赤道線を挟み互いに逆方向に延びるように積層した、金属コードベルトによってタイヤのクラウン部を強固に固めた構造が採用されていた。
特開2000−264012号公報
特表2002−500587号公報
特表2002−500589号公報
特開2004−306658号公報
金属コードベルトで補強されたランフラットタイヤでは、パンクなどによってタイヤの充填内圧が低下した後にどの程度タイヤが継続して走行可能であるか、また、どの程度タイヤの操縦性能を低下させずに走行可能であるかが最も重要な課題である。すなわち、パンク走行耐久性、具体的に言えば、ベルト端における耐セパレーション性能およびタイヤの操縦性能の両立が最も重要な課題であるにもかかわらず、これまでそのような検討が十分になされていなかったのが実情である。
また、近年、省資源および省エネルギーの観点から、タイヤ重量の低減およびタイヤの転がり抵抗の低減が強く要請されており、後者に関しては、パンクなどによってタイヤの充填内圧が低下する前の通常走行時およびパンクなどによってタイヤの充填内圧が低下した後のパンク走行時の、両方の状態におけるタイヤの転がり抵抗の低減が強く要請されている。
さらに、タイヤの内圧が低下した状態での走行、所謂ランフラット走行においては、タイヤのサイドウォール部の変形が大きくなるにつれてサイド補強ゴム層の変形も大きくなり、その結果、該サイド補強ゴム層の発熱が進んで、場合によっては200℃以上の高温に達することもあり、このような状態が長く続くと、サイド補強ゴム層がその破壊限界を超えてしまい、最終的にはタイヤが故障に至る危険性があった。
このような故障に至るまでの時間を延長させる手段として、サイド補強ゴム層の最大厚さを増大するなどしてサイド補強ゴム層の体積を増大させる手段があるが、このような方法を採ると、乗り心地の悪化、重量の増加及び騒音の増加等の問題を新たに生じることとなった。
また、かかる延長手段として、ビード部のタイヤ半径方向外側にビードフィラーを配置し、該ビードフィラーの最大厚さを増大するなどの手段もあるが、この場合も、乗り心地の悪化、重量の増加及び騒音の増加等の問題は避けることができなかった。
なお、乗り心地の悪化を回避するために、サイド補強ゴム層及びビードフィラーに用いるゴム組成物の配合を変え、該ゴム組成物の弾性率を低下させ、更に、ゴム組成物の損失正接(tanδ)を向上させて衝撃を熱エネルギーとして拡散させる手法の採用も考えられるが、この場合、サイドウォール部がランフラット走行時にタイヤにかかる荷重を支えきれず、サイドウォール部の変形が非常に大きくなり、サイドウォール部の発熱が過度に進み、結果として、タイヤが早期に故障に至ってしまうのが実情であった。
そこで本発明の目的は、前記従来技術の不具合を解消して、パンク走行耐久性、すなわちベルト端における耐セパレーション性能に優れ、しかもタイヤの重量および転がり抵抗を低減しつつ、ランフラット耐久性と乗り心地とを高度にバランスさせた、サイド補強ゴム層を備えたランフラットタイヤを提供することにある。
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討した結果、サイド補強タイプのランフラットタイヤのカーカスの補強コードとして特定の熱収縮特性等の物性を有するポリケトン繊維コードを用い、さらにベルトを形成するゴム被覆コード層のうち、少なくとも1層のコードを有機繊維コードとすることにより本発明の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明のランフラットタイヤは、左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイド部を経て両ビード部に延び、該ビードコアに巻回されてビード部に係留された、略ラジアル方向に配列したコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトおよびトレッドと、前記カーカスプライの内面に沿って両サイド部の全域またはほぼ全域にわたり子午断面が三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えたランフラットタイヤにおいて、
前記カーカスプライコードがポリケトン繊維を少なくとも50質量%以上含み、かつディップ処理済みコードとして最大熱収縮応力0.1〜1.8cN/dtexを有し、
前記ベルトが、多数のコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも2枚のゴム被覆コード層を、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤの赤道線を挟み互いに逆方向に延びるように積層してなる交差べルトであり、該ベルトを形成するゴム被覆コード層のうち、少なくとも1層のコードが有機繊維コードである、
ことを特徴とするものである。
前記カーカスプライコードがポリケトン繊維を少なくとも50質量%以上含み、かつディップ処理済みコードとして最大熱収縮応力0.1〜1.8cN/dtexを有し、
前記ベルトが、多数のコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも2枚のゴム被覆コード層を、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤの赤道線を挟み互いに逆方向に延びるように積層してなる交差べルトであり、該ベルトを形成するゴム被覆コード層のうち、少なくとも1層のコードが有機繊維コードである、
ことを特徴とするものである。
本発明のランフラットタイヤにおいては、前記カーカスプライコードに含まれるポリケトン繊維の引っ張り強度が10cN/dtex以上、弾性率が200cN/dtex以上であり、かつ、前記カーカスプライコードのデイップ処理済みコードとしての150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が1%〜5%の範囲内であることが好ましい。また、前記ベルトは、コード端部がベルト両端部に多数存在する切り離し交差ベルトであることが好ましく、また、前記ベルトを形成する有機繊維コードが破断伸度4%以上である芳香族ポリアミド繊維コードまたはポリケトン繊維コードであることが好ましく、特に好ましくは、前記ベルトを形成するポリケトン繊維コードの原糸の引っ張り強度が10cN/dtex以上、弾性率が200cN/dtex以上であり、かつ、該ポリケトン繊維コードのディップ処理済みコードとしての150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が1%〜5%の範囲にあることである。
ここで、コードの最大熱収縮応力とは、一般的なディップ処理を施した加硫前のカーカスプライコードの、25cmの長さ固定サンプルを5℃/分の昇温スピードで加熱して、177℃時にコードに発生する最大応力(単位:cN/dtex)である。また、ディップ処理済みコードの乾熱処理時熱収縮率は、オーブン中で150℃、30分の乾熱処理を行ない、熱処理前後の繊維長を、1/30(cN/dtex)の荷重をかけて計測して下式により求められる値である。
乾熱処理時熱収縮率(%)=(Lb−La)/Lb×100
但し、Lbは熱処理前の繊維長、Laは熱処理後の繊維長である。また、ポリケトン繊維における引張強度および引張弾性率は、JIS−L−1013に準じて測定することにより得られる値であり、引張弾性率は伸度0.1%における荷重と伸度0.2%における荷重から算出した初期弾性率の値である。
乾熱処理時熱収縮率(%)=(Lb−La)/Lb×100
但し、Lbは熱処理前の繊維長、Laは熱処理後の繊維長である。また、ポリケトン繊維における引張強度および引張弾性率は、JIS−L−1013に準じて測定することにより得られる値であり、引張弾性率は伸度0.1%における荷重と伸度0.2%における荷重から算出した初期弾性率の値である。
本発明によれば、ベルト端における耐セパレーション性能に優れ、しかもタイヤの重量および転がり抵抗を低減しつつ、ランフラット耐久性と乗り心地とを高度にバランスさせた、サイド補強ゴム層を備えたランフラットタイヤを提供することができる。
以下に、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の空気入りタイヤの一例の部分断面図である。図1に示すタイヤは、左右一対のビード部1及び一対のサイドウォール部2と、両サイドウォール部2に連なるトレッド部3とを有し、一対のビード部1間にトロイド状に延在して、これら各部1、2、3を補強する一枚以上のカーカスプライからなるラジアルカーカス4と、サイドウォール部2のラジアルカーカス4の内側に配置した一対の断面三日月状サイド補強ゴム層5とを備える。
また、図示例のタイヤにおいては、ビード部1内に夫々埋設したリング状のビードコア6のタイヤ半径方向外側にビードフィラー7が配置されており、更に、ラジアルカーカス4のクラウン部のタイヤ半径方向外側には二枚のベルト層からなるベルト8が配置されていることに加え、該ベルト8のタイヤ半径方向外側でベルト8の全体を覆うようにベルト補強層9Aが配置され、更に、該ベルト補強層9Aの両端部のみを覆うように一対のベルト補強層9Bが配置されている。ベルト補強層9A,9Bは、通常、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなる。なお、ベルト補強層9A,9Bの配設は必須ではなく、別の構造のベルト補強層を配設することもできる。
本発明において、ベルト8は、多数のコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも2枚のゴム被覆コード層を、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤの赤道線を挟み互いに逆方向に延びるように積層してなる交差べルトであり、このベルト8を形成するゴム被覆コード層のうち、少なくとも1層のコードが有機繊維コードであることが肝要である。その理由を以下に詳述する。
先ず、従来のサイド補強ゴム層を備えたランフラットタイヤでは、前述のように金属コードベルトによってタイヤのクラウン部を強固に固めた構造が採用されていたが、パンク走行時に金属コードベルトではバックリング現象が発生しやすく、その結果として、パンク走行耐久性および操縦性能が低下する傾向にあることが分かった。また、金属コードベルトの採用は、本来的にタイヤ重量を大きくし、タイヤの転がり抵抗に関しては不利である。
ベルトのバックリング現象とは、パンク走行時に、タイヤの充填内圧が極めて低下することによって接地面内でベルトの中心付近が浮き上がる現象であって、バックリング現象が発生すると接地圧力分布が不均一になって、ベルト端部に応力が集中し、ベルト端セパレーションが発生しやすくなり、さらには、バックリング現象によってタイヤ回転時のロスが発生するので、タイヤの転がり抵抗が大きくなる。このようなベルトのバックリング現象は、前述のように金属コードベルトの場合に有機繊維ベルトコードに比べ発生しやすいことが分かったが、従来においては、そもそもパンク発生防止の観点から金属コードベルトが有利と考えられてきた。また、有機繊維コードベルトであっても、ベルトの両端を折り返した折り畳みベルトの場合にはバックリング現象が発生しやすい傾向があることが分かった。そこで、本発明においては、ベルト8において有機繊維ベルトコードを採用するとともに、好ましくはコード端部がベルト両端部に多数存在する切り離し交差ベルトとするものである。
ベルト8を形成する有機繊維コードは、その破断伸度が、好ましくは4%以上、より好ましくは5%以上である芳香族ポリアミド繊維コードまたはポリケトン繊維コードであることが望ましい。この破断伸度が4%未満の場合、ベルトとして衝撃吸収性が十分とはいなくなる。また、芳香族ポリアミド繊維コードまたはポリケトン繊維コードが強度の面から好ましく、特に好ましくは前記ベルトを形成するポリケトン繊維コードとして、原糸の引っ張り強度が10cN/dtex以上、弾性率が200cN/dtex以上であって、ディップ処理済みコードとしての150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が1%〜5%の範囲にあるものを用いる。
次に、図示例のラジアルカーカス4は、平行に配列された複数の補強コードをコーティングゴムで被覆してなるカーカスプライ1枚から構成され、また、該ラジアルカーカス4は、上記ビード部1内に夫々埋設した一対のビードコア6間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア6の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明のランフラットタイヤにおいて、ラジアルカーカス4のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。
本発明においては、ラジアルカーカス4のカーカスプライコードが、ポリケトン繊維を少なくとも50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは100質量%含むことが望ましい。50質量%未満だと、タイヤとしての強度、耐熱性、ゴムとの接着性のいずれかの性能が不十分となる。
また、ラジアルカーカス4のカーカスプライコードは、ディップ処理済みコードとしての最大熱収縮応力が、0.1〜1.8cN/dtex、より好ましくは0.4〜1.6cN/dtex、さらにより好ましくは0.6〜1.4cN/dtexの範囲にあることが望ましい。最大熱収縮応力が0.1cN/dtex未満の場合には、ランフラット走行耐久性を十分に向上させることができない。一方、最大熱収縮応力が1.8cN/dtexを超える場合には、タイヤ製造時の加熱によりコードが著しく収縮するため、出来上がりのタイヤ形状が悪化する懸念がある。
さらに、ラジアルカーカス4のカーカスプライコードに含まれるポリケトン繊維として、引張強度が10cN/dtex以上であることが好ましく、より好ましくは15cN/dtex以上である。この引張強度が10cN/dtex未満の場合、タイヤとしての強度が不十分となる。
さらにまた、ラジアルカーカス4のカーカスプライコードに含まれるポリケトン繊維として、弾性率が200cN/dtex以上であることが好ましく、より好ましくは250cN/dtex以上である。この弾性率が200cN/dtex未満の場合、ランフラット走行耐久性を十分に向上させることができない。
さらにまた、ラジアルカーカス4のカーカスプライコードのディップ処理済みコードとしての150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が、1%〜5%の範囲、好ましくは2%〜4%の範囲にあることが望ましい。150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が1%未満の場合には、タイヤ製造時の加熱による引き揃え効率が著しく低下し、タイヤとしての強度が不十分となる。一方、150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が5%を超える場合には、タイヤ製造時の加熱によりコードが著しく収縮するため、出来上がりのタイヤ形状が悪化する懸念がある。
次に、本発明に使用し得る、ポリケトン繊維(以下「PK繊維」と略記する)を少なくとも50質量%以上含むカーカスプライコードについて詳述する。
本発明に使用し得るPK繊維以外の繊維は、ナイロン、エステル、レーヨン、ポリノジック、リヨセル、ビニロン等を挙げることができる。
また、上記コードは、さらに、下記式(I)、
(式中、Tは撚り数(回/100mm)、Dはコードの総繊度(dtex)、ρはコードに使用される繊維素材の密度(g/cm3)である)で定義される撚り係数αが0.25〜1.25の範囲であることが好ましい。PK繊維コードの撚り係数αが0.25未満では、熱収縮応力が十分に確保できず、一方、1.25を超えると、弾性率が十分に確保できず、補強能が小さくなる。
(式中、Tは撚り数(回/100mm)、Dはコードの総繊度(dtex)、ρはコードに使用される繊維素材の密度(g/cm3)である)で定義される撚り係数αが0.25〜1.25の範囲であることが好ましい。PK繊維コードの撚り係数αが0.25未満では、熱収縮応力が十分に確保できず、一方、1.25を超えると、弾性率が十分に確保できず、補強能が小さくなる。
上記PK繊維の原料のポリケトンとしては、下記一般式(II)、
(式中、Aは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一であっても異なっていてもよい)で表される繰り返し単位から実質的になるものが好適であり、その中でも、繰り返し単位の97モル%以上が1−オキソトリメチレン[−CH2−CH2−CO−]であるポリケトンが好ましく、99モル%以上が1−オキソトリメチレンであるポリケトンが更に好ましく、100モル%が1−オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。
(式中、Aは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一であっても異なっていてもよい)で表される繰り返し単位から実質的になるものが好適であり、その中でも、繰り返し単位の97モル%以上が1−オキソトリメチレン[−CH2−CH2−CO−]であるポリケトンが好ましく、99モル%以上が1−オキソトリメチレンであるポリケトンが更に好ましく、100モル%が1−オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。
かかるポリケトンは、部分的にケトン基同士、不飽和化合物由来の部分同士が結合していてもよいが、不飽和化合物由来の部分とケトン基とが交互に配列している部分の割合が90質量%以上であることが好ましく、97質量%以上であることが更に好ましく、100質量%であることが最も好ましい。
また、上記式(II)において、Aを形成する不飽和化合物としては、エチレンが最も好ましいが、プロピレン、ブテン、ペンテン、シクロペンテン、ヘキセン、シクロヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、スチレン、アセチレン、アレン等のエチレン以外の不飽和炭化水素や、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルアセテート、アクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、ウンデセン酸、ウンデセノール、6−クロロヘキセン、N−ビニルピロリドン、スルニルホスホン酸のジエチルエステル、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、ビニルピロリドンおよび塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物等であってもよい。
さらに、上記ポリケトンの重合度としては、下記式(III)、
(上記式中、tおよびTは、純度98%以上のヘキサフルオロイソプロパノールおよび該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の25℃での粘度管の流過時間であり、cは、上記希釈溶液100mL中の溶質の質量(g)である)で定義される極限粘度[η]が、1〜20dL/gの範囲内にあることが好ましく、3〜8dL/gの範囲内にあることがより一層好ましい。極限粘度が1dL/g未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時および延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が20dL/gを超えると、ポリマーの合成に時間およびコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性および物性に悪影響が出ることがある。
(上記式中、tおよびTは、純度98%以上のヘキサフルオロイソプロパノールおよび該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の25℃での粘度管の流過時間であり、cは、上記希釈溶液100mL中の溶質の質量(g)である)で定義される極限粘度[η]が、1〜20dL/gの範囲内にあることが好ましく、3〜8dL/gの範囲内にあることがより一層好ましい。極限粘度が1dL/g未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時および延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が20dL/gを超えると、ポリマーの合成に時間およびコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性および物性に悪影響が出ることがある。
さらにまた、PK繊維は、結晶化度が50〜90%、結晶配向度が95%以上の結晶構造を有することが好ましい。結晶化度が50%未満の場合、繊維の構造形成が不十分であって十分な強度が得られないばかりか加熱時の収縮特性や寸法安定性も不安定となるおそれがある。このため、結晶化度としては50〜90%が好ましく、より好ましくは60〜85%である。
本発明のポリケトン繊維は、ポリケトンを、好ましくは溶融紡糸して製造することができ、例えば、エチレン性不飽和化合物、一酸化炭素および珪素化合物を反応させて得られる前記ポリケトンを、好ましくは100ppm以下の水分量まで乾燥させたポリケトンを溶融させて、紡糸口金から吐出させ、その後、一旦巻き取って、または巻き取ることなく、更には必要に応じて延伸することにより好適に製造することができる。
延伸糸の製造方法には、一旦未延伸糸を巻き取った後に延伸を行う通常法と、未延伸糸を巻き取ることなく延伸する直延法とがある。また、部分延伸糸の製造方法では、紡口より押し出されたポリマーを高速で巻き取る方法がある。
以下、通常法について例を挙げて説明する。
本発明において、ポリマーを溶融紡糸する際の紡糸温度は、ポリマーの融点+10〜50℃の範囲が好ましい。紡糸温度がこれより低いと、製造条件によっては温度が低過ぎて安定した溶融状態になり難く、得られた繊維の斑が大きくなり、また満足し得る強度、伸度を示されなくなる場合がある。一方、紡糸温度がこれより高いと、熱架橋が激しくなり、長時間安定して紡糸できない他、熱架橋物が繊維に入り込み、毛羽や糸切れの原因となる場合がある。
本発明において、ポリマーを溶融紡糸する際の紡糸温度は、ポリマーの融点+10〜50℃の範囲が好ましい。紡糸温度がこれより低いと、製造条件によっては温度が低過ぎて安定した溶融状態になり難く、得られた繊維の斑が大きくなり、また満足し得る強度、伸度を示されなくなる場合がある。一方、紡糸温度がこれより高いと、熱架橋が激しくなり、長時間安定して紡糸できない他、熱架橋物が繊維に入り込み、毛羽や糸切れの原因となる場合がある。
糸の巻取速度の制限はないが、通常、3500m/min以下、好ましくは2500m/min以下、より好ましくは2000m/min以下である。巻取速度が3500m/minを超えると、巻き取る前に結晶化が進み過ぎ、延伸工程で延伸倍率を上げることができないために分子を配向させることができず、十分な糸強度や弾性回復率を得ることができなかったり、捲き締まりが起こり、ボビン等が巻取機より抜けなくなる場合がある。
延伸時の延伸倍率は、好ましくは2〜15倍、より好ましくは2〜12倍である。また、延伸の際の温度は、延伸ゾーンでは好ましくは30〜80℃、より好ましくは35〜70℃、最も好ましくは40℃〜65℃である。延伸ゾーンの温度が30℃未満では、延伸の際に糸切れが多発し、連続して繊維を得ることができない場合がある。一方、80℃を超えると、延伸ロール等の加熱ゾーンに対する繊維の滑り性が悪化するため単糸切れが多発し、また糸の毛羽が増加する場合がある。さらに、ポリマーどうしがすり抜けて、十分な配向がかからなくなり、弾性回復率が低下する場合がある。
繊維構造の経時変化を避けるために、延伸後の熱処理を行うことが好ましい。この熱処理は、通常、90〜200℃であり、好ましくは100〜190℃、より好ましくは110〜180℃である。この熱処理温度が90℃未満では、繊維の結晶化が十分に起こらず、弾性回復性が悪化する場合がある。一方、200℃を超えると、繊維が熱処理ゾーンで切れて、延伸することができない場合がある。
次に、直延法について例を挙げて説明する。
紡口より押出した溶融マルチフィラメントを、紡口直下に設けた30〜200℃の雰囲気温度に保持した、長さ2〜80cmの保温領域を通過させて急激な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを急冷して固体マルチフィラメントに変え、40〜70℃に加熱した第一ロールで300〜5000m/min巻き付ける。次に、巻き取ることなく100〜200℃に加熱した第二ロールに巻き付け、第一ロールと第一ロールより速度を速めた第二ロールとの間で1.5〜3倍に延伸した後、第二ロールよりも低速で巻取機を用いて巻き取る。
紡口より押出した溶融マルチフィラメントを、紡口直下に設けた30〜200℃の雰囲気温度に保持した、長さ2〜80cmの保温領域を通過させて急激な冷却を抑制した後、この溶融マルチフィラメントを急冷して固体マルチフィラメントに変え、40〜70℃に加熱した第一ロールで300〜5000m/min巻き付ける。次に、巻き取ることなく100〜200℃に加熱した第二ロールに巻き付け、第一ロールと第一ロールより速度を速めた第二ロールとの間で1.5〜3倍に延伸した後、第二ロールよりも低速で巻取機を用いて巻き取る。
紡糸過程において、必要に応じて、交絡処理、油剤処理等を行ってもよい。紡糸速度300〜3000m/minで一度巻き取った未延伸糸を、上記の第一ロール、第二ロールを通して巻き取ってもよい。巻取に関しては、巻き締まりを抑制するために、リラックス比(巻取速度/第二ロール速度)を0.80〜0.99程度、好ましくは0.9〜0.97に設定する。
第二ロールの速度は延伸倍率によって決定されるが、通常、600〜6000m/minである。第一ロールと第二ロール間での延伸倍率は、通常、1.3〜15倍、好ましくは2〜12倍である。第一ロールの温度は、通常、40〜100℃、好ましくは50〜90℃である。この範囲で延伸しやすい状況を作り出すことができる。第二ロールで熱セットを行うが、温度としては120〜160℃である。
これらの各条件の詳細は直延法での説明と同じである。
巻き取る前には、必要に応じてロール等を用いて巻取機前の張力を制御することが好ましく、この時の張力は、通常、0.1〜0.4cN/dtex、好ましくは0.1〜0.25cN/dtexである。
巻き取る前には、必要に応じてロール等を用いて巻取機前の張力を制御することが好ましく、この時の張力は、通常、0.1〜0.4cN/dtex、好ましくは0.1〜0.25cN/dtexである。
また、PK繊維コードの高い熱収縮特性を最も効果的に活用するには、加工時の処理温度や使用時の成型品の温度が、最大熱収縮応力を示す温度(最大熱収縮温度)と近い温度であることが望ましい。具体的には、必要に応じて行われる接着剤処理におけるRFL処理温度や加硫温度等の加工温度が100〜250℃であること、また、繰り返し使用や高速回転によってタイヤ材料が発熱した際の温度は100〜200℃にもなることなどから、最大熱収縮温度は、好ましくは100〜250℃の範囲内、より好ましくは150〜240℃範囲内である。
本発明に係るカーカスプライコードを被覆するコーティングゴムは、種々の形状からなることができる。代表的には、被膜、シート等である。また、コーティングゴムは、既知のゴム組成物を適宜採用することができ、特に制限されるべきものではない。
本発明のランフラットタイヤは、ラジアルカーカス4として上述のカーカスプライを適用し、常法により製造することができる。なお、本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
常法により調製したエチレンと一酸化炭素が完全交互共重合した極限粘度5.3のポリケトンポリマーを、塩化亜鉛65重量%/塩化ナトリウム10重量%含有する水溶液に添加し、80℃で2時間攪拌溶解し、ポリマー濃度8重量%のドープを得た。
常法により調製したエチレンと一酸化炭素が完全交互共重合した極限粘度5.3のポリケトンポリマーを、塩化亜鉛65重量%/塩化ナトリウム10重量%含有する水溶液に添加し、80℃で2時間攪拌溶解し、ポリマー濃度8重量%のドープを得た。
このドープを80℃に加温し、20μm焼結フィルターでろ過した後に、80℃に保温した紡口径0.10mmφ、50ホールの紡口より10mmのエアーギャップを通した後に5重量%の塩化亜鉛を含有する18℃の水中に吐出量2.5cc/分の速度で押出し、速度3.2m/分で引きながら凝固糸条とした。
引き続き凝固糸条を濃度2重量%、温度25℃の硫酸水溶液で洗浄し、さらに30℃の水で洗浄した後に、速度3.2m/分で凝固糸を巻取った。
この凝固糸にIRGANOX1098(Ciba Specialty Chemicals社製)、IRGANOX1076(Ciba Specialty Chemicals社製)をそれぞれ0.05重量%ずつ(対ポリケトンポリマー)含浸せしめた後に、該凝固糸を240℃にて乾燥後、仕上剤を付与して未延伸糸を得た。
この凝固糸にIRGANOX1098(Ciba Specialty Chemicals社製)、IRGANOX1076(Ciba Specialty Chemicals社製)をそれぞれ0.05重量%ずつ(対ポリケトンポリマー)含浸せしめた後に、該凝固糸を240℃にて乾燥後、仕上剤を付与して未延伸糸を得た。
仕上剤は以下の組成のものを用いた。
オレイン酸ラウリルエステル/ビスオキシエチルビスフェノールA/ポリエーテル(プロピレンオキシド/エチレンオキシド=35/65:分子量20000)/ポリエチレンオキシド10モル付加オレイルエーテル/ポリエチレンオキシド10モル付加ひまし油エーテル/ステアリルスルホン酸ナトリウム/ジオクチルリン酸ナトリウム=30/30/10/5/23/1/1(重量%比)。
オレイン酸ラウリルエステル/ビスオキシエチルビスフェノールA/ポリエーテル(プロピレンオキシド/エチレンオキシド=35/65:分子量20000)/ポリエチレンオキシド10モル付加オレイルエーテル/ポリエチレンオキシド10モル付加ひまし油エーテル/ステアリルスルホン酸ナトリウム/ジオクチルリン酸ナトリウム=30/30/10/5/23/1/1(重量%比)。
得られた未延伸糸を1段目を240℃で、引き続き258℃で2段目、268℃で3段目、272℃で4段目の延伸を行った後に、引き続き5段目に200℃で1.08倍(延伸張力1.8cN/dtex)の5段延伸を行い、巻取機にて巻取った。未延伸糸から5段延伸糸までの全延伸倍率は17.1倍であった。この繊維原糸は強度15.6cN/dtex、伸度4.2%、弾性率347cN/dtexと高物性を有していた。このようして得られたPK繊維を下記の条件下でコードとして使用した。
(実施例1〜9、比較例、従来例)
タイヤサイズが225/60R16のランフラットタイヤを下記の表1〜3に示す仕様により試作し、下記試験方法による、転がり抵抗測定テスト、ランフラット耐久テスト、および乗り心地の実車評価を実施した。得られた結果を表4に示す。
タイヤサイズが225/60R16のランフラットタイヤを下記の表1〜3に示す仕様により試作し、下記試験方法による、転がり抵抗測定テスト、ランフラット耐久テスト、および乗り心地の実車評価を実施した。得られた結果を表4に示す。
ランフラット耐久性:
試作タイヤを、リム(16×7 1/2 JJ)、内圧0の状態でFR車の右前輪に装着して速度80km/hで走行させ、該タイヤが破壊するまでの走行距離(km)で比較した。
なお、走行時の供試タイヤへの負荷荷重は585kgであった。
試作タイヤを、リム(16×7 1/2 JJ)、内圧0の状態でFR車の右前輪に装着して速度80km/hで走行させ、該タイヤが破壊するまでの走行距離(km)で比較した。
なお、走行時の供試タイヤへの負荷荷重は585kgであった。
転がり抵抗の比較試験:
供試タイヤを6J×16のリムに装着し、ドラムを一定速度で回転させ525kgの荷重を負荷してタイヤをドラムに押し付け、ドラム回転の減速度合いから転がり抵抗を測定するもので通常走行時における転がり抵抗は2.2kg/cm2の内圧を充填した状態で試験を実施した。
供試タイヤを6J×16のリムに装着し、ドラムを一定速度で回転させ525kgの荷重を負荷してタイヤをドラムに押し付け、ドラム回転の減速度合いから転がり抵抗を測定するもので通常走行時における転がり抵抗は2.2kg/cm2の内圧を充填した状態で試験を実施した。
乗り心地性:
各試作タイヤを乗用車に装着し、専門のドライバー2名により乗心地性のフィーリングテストを行い、1〜10の評点をつけその平均値を求めた。
各試作タイヤを乗用車に装着し、専門のドライバー2名により乗心地性のフィーリングテストを行い、1〜10の評点をつけその平均値を求めた。
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 ラジアルカーカス
5 サイド補強ゴム層
6 ビードコア
7 ビードフィラー
8 ベルト
9A,9B ベルト補強層
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 ラジアルカーカス
5 サイド補強ゴム層
6 ビードコア
7 ビードフィラー
8 ベルト
9A,9B ベルト補強層
Claims (5)
- 左右一対のビード部に設けられたビードコアと、クラウン部から両サイド部を経て両ビード部に延び、該ビードコアに巻回されてビード部に係留された、略ラジアル方向に配列したコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトおよびトレッドと、前記カーカスプライの内面に沿って両サイド部の全域またはほぼ全域にわたり子午断面が三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えたランフラットタイヤにおいて、
前記カーカスプライコードがポリケトン繊維を少なくとも50質量%以上含み、かつディップ処理済みコードとして最大熱収縮応力0.1〜1.8cN/dtexを有し、
前記ベルトが、多数のコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも2枚のゴム被覆コード層を、層内ではコードが互いに平行に延び、隣接する層間ではコードが互いに交差しタイヤの赤道線を挟み互いに逆方向に延びるように積層してなる交差べルトであり、該ベルトを形成するゴム被覆コード層のうち、少なくとも1層のコードが有機繊維コードである、
ことを特徴とするランフラットタイヤ。 - 前記カーカスプライコードに含まれるポリケトン繊維の引っ張り強度が10cN/dtex以上、弾性率が200cN/dtex以上であり、かつ、前記カーカスプライコードのディップ処理済みコードとしての150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が1%〜5%の範囲内にある請求項1記載のランフラットタイヤ。
- 前記ベルトは、コード端部がベルト両端部に多数存在する切り離し交差ベルトである請求項1または2記載のランフラットタイヤ。
- 前記ベルトを形成する有機繊維コードが破断伸度4%以上である芳香族ポリアミド繊維コードまたはポリケトン繊維コードである請求項1〜3のうちいずれか一項記載のランフラットタイヤ。
- 前記ベルトを形成するポリケトン繊維コードの原糸の引っ張り強度が10cN/dtex以上、弾性率が200cN/dtex以上であり、かつ、該ポリケトン繊維コードのディップ処理済みコードとしての150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が1%〜5%の範囲にある請求項4記載のランフラットタイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007110426A JP2008265495A (ja) | 2007-04-19 | 2007-04-19 | ランフラットタイヤ |
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JP2008265495A true JP2008265495A (ja) | 2008-11-06 |
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JP2007110426A Pending JP2008265495A (ja) | 2007-04-19 | 2007-04-19 | ランフラットタイヤ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011063071A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Bridgestone Corp | ランフラットタイヤ |
-
2007
- 2007-04-19 JP JP2007110426A patent/JP2008265495A/ja active Pending
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